JP4871415B1 - 車載バッテリー用ベントプラグの検査方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 過大漏れと微小漏れの双方の気密瑕疵を的確に判別可能とした車載バッテリー用ベントプラグの検査方法の提供。
【解決手段】 ベントプラグVの排気孔23を圧送孔6として使用して空気を圧送し、該圧送された空気が基準気圧に達するか否かを検出して過大漏れ(所定時間空気を圧送しても基準気圧に達しない弁体即ちベントプラグの気密瑕疵)を判別する第一検査工程を具備すると共に、上記排気孔を通じての空気圧送を停止し、該停止から一定時間経過後の気圧と上記基準気圧との差圧を検出して微小漏れ(上記第一検査工程で基準気圧に達したが微小漏れを生じている弁体即ちベントプラグの気密瑕疵)を判別する第二検査工程を具備する。
【選択図】 図4

Description

本発明は自動車に搭載されたバッテリーの液口を塞ぐプラグ、特に車載バッテリー内部で発生したガスを排気する弁体を備えたベントプラグの検査方法に関するものである。
通常、車載バッテリーにおいては、その内部で発生する水素等のガスによる暴発防止のため、上記ガスの圧力が高まった場合に当該ガスの排気を許容する弁体を備えたベントプラグを設けている。
上記ベントプラグは車載バッテリー内部で発生したガスを通気する通気孔と、該通気孔から流入したガスを外部に排気する排気孔と、上記通気孔を形成する弁座の上記排気孔側表面に加圧密着して該通気孔を閉鎖する弁体とを備え、車載バッテリー内部のガス圧が高まると当該ガス圧により上記弁体が上記通気孔を開放し上記排気孔からのガス排気を許容する構造となっている。
しかし、上記弁体の未装着や閉鎖不良等の弁体の気密瑕疵により上記通気孔と上記排気孔が連通する状態にあると、ガス排気ができたとしても、内部に存するバッテリー液の水分が上記通気孔から蒸発し該バッテリー液の濃度が高まってバッテリー能力の低下を来してしまう。
そのため、上記弁体の気密瑕疵を検出する検査が必須となる。斯かる検査としては、下記特許文献1に示す検査方法が既知である。
該特許文献1に示す検査方法は、送気ポンプによりベントプラグの排気孔からベントプラグ内に空気を送り込み、該空気を送り込んでから所定時間が経過した時点、即ち、空気圧送開始から所定時間経過後の該圧送空気の気圧を測定し、該気圧が基準気圧に達しているか否かを検出し、弁体の気密瑕疵を判別する方法である。
特開2004−220921号公報
上記の通り、従来の検査方法は送気ポンプによる圧送空気の圧力変化を検出して弁体の気密瑕疵を判別する方法であり、この検査方法は、弁体の未装着、弁体の周縁のまくれ上がり、弁体の傾斜装着、弁体の割れ等の弁体自身に起因する漏れ、所謂過大漏れ(気密瑕疵)を判別する方法として有効である。
しかしながら、上記従来検査方法による検査では、弁体と弁座間に塵埃や微細繊維屑等の微細異物が介在し微小漏れ(気密瑕疵)を生じているベントプラグの場合には、送気ポンプによる圧送空気の気圧が上記基準気圧に達してしまい、見かけ上、気密瑕疵がないと判別されて、使用に供されてしまう問題点を有している。
通常、上記弁体を加圧密着する上記弁座表面にシリコンオイルを塗布して気密性向上を図る方法が採られているが、このシリコンオイルに空気中に漂う塵埃や微細繊維屑等の微細異物が付着してしまい、これが上記微小漏れの主たる原因となっていることを発明者らは見出した。
近年においては、ハイブリッドカーに代表される大容量の車載バッテリーを必要とする車種では、車載バッテリーがトランクルームの奥等のメンテナンスが困難な場所に配置される場合があり、このような場合にはできるだけ車載バッテリーをメンテナンスフリーにしておく必要があり、この点からも上記微小漏れ(気密瑕疵)を検出する検査方法が強く要望されている。
本発明は上記過大漏れと微小漏れの双方の気密瑕疵を的確に判別可能とした車載バッテリー用ベントプラグの検査方法を提供する。
要述すると、検査対象のベントプラグをセットする複数のセット孔が穿設された検査台と、該検査台にセットされた各ベントプラグに対応する複数の検査ヘッドと、該複数の検査ヘッドを昇降動させる昇降装置とを備え、上記検査ヘッドは空気を圧送するエアチューブが接続されると共にベントプラグの頭部に加圧密着するシール部材を有し、上記昇降装置はエアシリンダーにより昇降動するシリンダーロッドと、該シリンダーロッドの下端に取り付けられる可動板と、該可動板に対して上下動可能に配設され上記各検査ヘッドを保持する保持ロッドと、該保持ロッドに設けられ検査ヘッドをベントプラグの頭部側に弾性付勢するスプリングとを有する検査装置を用意し、上記エアシリンダーにより上記シリンダーロッドを降動させて上記可動板と共に各保持ロッドで保持された検査ヘッドを降動させ、該検査ヘッドを上記検査台にセットされた各ベントプラグの頭部に上記シール部材を介して加圧密着して該ベントプラグの排気孔を覆う気密空間を画成し、該気密空間に上記エアチューブを通じて空気を圧送することにより上記ベントプラグの排気孔を圧送孔として使用して空気を圧送し、該圧送された空気が基準気圧に達するか否かを検出して過大漏れ(所定時間空気を圧送しても基準気圧に達しない弁体即ちベントプラグの気密瑕疵)を判別する第一検査工程を具備すると共に、上記排気孔を通じての空気圧送を停止し、該停止から一定時間経過後の気圧と上記基準気圧との差圧を検出して微小漏れ(上記第一検査工程で基準気圧に達したが微小漏れを生じている弁体即ちベントプラグの気密瑕疵)を判別する第二検査工程を具備する。
本発明に係る検査方法によれば、上記第一検査工程で圧送空気が基準気圧に達しない過大漏れ(気密瑕疵)を生じている弁体を有するベントプラグを判別すると共に、上記第二検査工程で上記第一検査工程において基準気圧に達したが微小漏れ(気密瑕疵)を生じている弁体を有するベントプラグを判別し、過大漏れと微小漏れの双方の気密瑕疵を的確に判別して真に正常なベントプラグのみを使用に供することができる。
本発明に係る検査方法の検査対象となる車載バッテリー用ベントプラグの斜視図である。 図1のA−A線端面図である。 (A)は制御弁の分解斜視図、(B)は同拡大端面図である。 本発明に係る検査方法を概示する説明図である。 本発明に係る検査方法のフローチャートである。 第一検査工程及び第二検査工程における気圧変化を例示するグラフである。 弁体と弁座間に微細異物が介在した状態を説明する説明図である。 本発明に係る検査方法で使用する検査装置を概示する説明図である。 検査装置のセット部を示す説明図である。 検査装置の検査部を示す説明図である。 上記検査部の検査ヘッドが降動した状態を説明する説明図である。 検査装置の不良品回収部を示す説明図である。 第一ノズル又は第二ノズルによりベントプラグを吹き飛ばす構成を説明する説明図である。 検査装置の良品回収部を示す説明図である。
以下本発明を実施するための最良の形態を図1乃至図14に基づき説明する。
本発明に係る検査方法の検査対象たる車載バッテリー用ベントプラグVは、図1・図2に示すように、操作溝21a付きの頭部21と該頭部21から垂下する軸部22とを有し、該頭部21に車載バッテリー内部で発生したガスを排気する一対の排気孔23を穿設すると共に、該排気孔23から続く内部空間に制御弁24を配設する構成となっている。
又上記制御弁24は、図3にも示すように、上記ガスを通気する通気孔25を形成する弁座26を有する弁ケース27と、該弁ケース27の弁座26の上記排気孔23側表面に加圧密着して上記通気孔25を閉鎖する弁体28と、該弁体28上に弾性体29を介して挿着される押さえ板30とを備える構成となっている。尚図中30aは上記押さえ板30に設けられた一対の通気口である。
上記構成から成る検査対象の車載バッテリー用ベントプラグVは車載バッテリー内部のガス圧が高まると当該ガス圧により上記弁体28が弾性体29を圧縮して持ち上がって通気孔25を開放し通気口30aと連通する通気経路を画成して、上記排気孔23からのガス排気を許容する構造となっている。
本発明に係る検査方法の実施においては、まず、図4・図5に示すように、検査対象のベントプラグVの頭部21に検査ヘッド1をシール部材2を介して加圧密着し、排気孔23を覆う気密空間Sを画成する。
上記検査ヘッド1にはコンプレッサー3により圧送された空気を上記気密空間Sに圧送するエアチューブ4が接続されており、該エアチューブ4には気圧を測定する測定器5が接続されている。
次いで、図5に示すように、上記気密空間Sにコンプレッサー3からエアチューブ4を通じての空気圧送を開始し、ベントプラグVの排気孔23を圧送孔6として使用して空気をベントプラグV内へ圧送する。この際に、空気圧送開始から所定時間経過後の気圧を測定器5で測定し、該気圧が基準気圧に達するか否かを検出し、弁体28の気密瑕疵を判別する(第一検査工程)。
上記第一検査工程にあっては、弁体28の未装着、弁体28の周縁のまくれ上がり、弁体28の傾斜装着、弁体28の割れ等の弁体28自身に起因する過大漏れ(気密瑕疵)を的確に判別することができる。
即ち、上記過大漏れが生じている場合には、圧送空気が通気口30aを通じて通気孔25から漏れてしまい、所定時間までに基準気圧に達しないため、所定時間経過までに基準気圧に達するか否かを検出することにより的確に過大漏れ(気密瑕疵)の有無を判別することができる。
例えば、図6に示すように、空気圧送開始から0.7秒を上記第一検査工程における所定時間とすると、空気圧送開始から0.7秒経過時に基準気圧に達するP1のグラフのような場合には過大漏れ(気密瑕疵)が生じていないと判断し、空気圧送開始から0.7秒経過時に基準気圧に達しないP2のグラフのような場合には過大漏れ(気密瑕疵)が生じていると判断することができ、過大漏れ(気密瑕疵)の有無を的確に判別する。
次いで、図5に示すように、上記排気孔23(圧送孔6)を通じての空気圧送を停止し、該停止から所定時間経過後の気圧を測定器5で測定し該気圧と上記基準気圧との差圧を検出する。そして、検出した差圧が基準差圧の範囲内か否かを判別することにより、弁体28の気密瑕疵を判別する(第二検査工程)。
上記第二検査工程にあっては、上記第一検査工程において基準気圧に達し過大漏れ(気密瑕疵)が生じていないと判別された弁体28に対しても、図7に示すような弁体28と弁座26間に塵埃や微細繊維屑等の微細異物Dが介在し弁体28が僅かに持ち上がることに起因する微小漏れ(気密瑕疵)を的確に判別することができる。
即ち、上記図7に示すような弁体28と弁座26間に微細異物Dが介在し弁体28が僅かに持ち上がっている場合には、空気圧送継続時には弁体28の周縁が下方に押圧されて漏れが生じないか、或いは、極少量の漏れであるため第一検査工程においては基準気圧に達してしまい、見かけ上、気密瑕疵がないと判別されてしまう恐れがあるが、第二検査工程では空気圧送を停止し、該停止後から所定時間経過後に気圧を測定し該気圧と基準気圧との差圧を検出することにより微小漏れ(気密瑕疵)を的確に判別する。
例えば、図6に示すように、空気圧送停止から3秒を上記第二検査工程における所定時間とすると、空気圧送停止から3秒経過時に基準気圧との差圧が基準差圧の範囲を超えていないP3のグラフのような場合には微小漏れ(気密瑕疵)が生じていないと判断し、空気圧送停止から3秒経過時に基準気圧との差圧が基準差圧の範囲を超えているP4のグラフのような場合には微小漏れ(気密瑕疵)が生じていると判断することができ、微小漏れ(気密瑕疵)の有無を的確に判別する。
尚上記第二検査工程にあっては、弁体28の気密瑕疵でなくとも、例えば、ベントプラグVの内部空間に上記制御弁24が僅かに傾斜して配設され、該制御弁24の弁ケース27とベントプラグVの内壁間に隙間が生じて微小漏れ(気密瑕疵)が生じている場合に当該微小漏れ(気密瑕疵)を判別することを排除しない。
上記の通り、本発明に係る検査方法によれば、上記第一検査工程で圧送空気が基準気圧に達しない過大漏れ(気密瑕疵)を生じている弁体28を有するベントプラグVを判別すると共に、上記第二検査工程で上記第一検査工程において基準気圧に達したが微小漏れ(気密瑕疵)を生じている弁体28を有するベントプラグVを判別し、過大漏れと微小漏れの双方の気密瑕疵を的確に判別して真に正常なベントプラグVのみを使用に供することができる。
尚上記第一検査工程における「空気圧送開始からの所定時間」や「基準気圧」、第二工程における「空気圧送停止からの所定時間」や「基準差圧」は気密空間Sの容量や時間当たりの空気圧送量等により適宜選択できる。
ここで、本発明に係る検査方法で使用する検査装置について説明する。該検査装置は、図8に示すように、基本構造として、その中心に90度ずつ回転するターンテーブル7を設け、該ターンテーブル7上に等間隔を置いて4つの検査台8を配置すると共に、該各検査台8に対応する位置に、それぞれ、セット部9・検査部10・不良品回収部11及び良品回収部12を備え、各検査台8がセット部9から検査部10、不良品回収部11、良品回収部12へと順に移動し、再度セット部9に戻る動作を繰り返す構成と成っている。
尚図中20は判別装置であり、該判別装置20は後述する検査部10における上記第一・第二検査工程で検出された気圧又は基準気圧との差圧に基づき弁体28の気密瑕疵の有無を判別し、弁体28の気密瑕疵を有するベントプラグVを回収するよう不良品回収部11に信号を発信するものである。
上記検査台8には検査対象のベントプラグVをセットする4つのセット孔8aが穿設されおり、該セット孔8aは上記ベントプラグVの軸部22と略同径を呈し、上記検査台8及びターンテーブル7を貫通して該ターンテーブル7の下部空間と連通している。従って、上記セット部9で上記検査台8のセット孔8aに検査対象のベントプラグVをセットすると、図9に示すように、各ベントプラグVの軸部22下端はターンテーブル7の下部空間に露出することとなる。尚上記セット孔8aは4つに限らず、実施に応じその数を増減することも任意である。
次に、上記検査部10について説明する。検査部10は、図10に示すように、上記検査台8にセットされた各ベントプラグVに対応する4つの検査ヘッド1を備え、各検査ヘッド1が昇降装置13により昇降動する構成となっている。尚上述したように、各検査ヘッド1にはシール部材2が設けられると共に、コンプレッサー3により圧送された空気を圧送するエアチューブ4が接続されている。又具体的には図示しないが該エアチューブ4には気圧を測定する測定器5が接続されている。
上記昇降装置13はエアシリンダー14により昇降動するシリンダーロッド15と、該シリンダーロッド15の下端に取り付けられる可動板16と、該可動板16に対して上下動可能に配設され上記各検査ヘッド1を保持する保持ロッド17とを備える構成となっている。又上記各保持ロッド17にはスプリング18が設けられ検査ヘッド1をベントプラグV側(下側)に弾性付勢している。
上記検査部10で本発明に係る検査方法の上記第一検査工程及び第二検査工程を行う。即ち、図11に示すように、上記エアシリンダー14により上記シリンダーロッド15を降動させて上記可動板16と共に各保持ロッド17で保持された検査ヘッド1を各ベントプラグVの頭部21にシール部材2を介して加圧密着し上記気密空間Sを画成する。この際に、上記各保持ロッド17に設けられたスプリング18が各ベントプラグVのセット状態による高さのバラツキを吸収すると共に、各検査ヘッド1のベントプラグVの頭部21に対する加圧密着を促すこととなる。
そして、コンプレッサー3からエアチューブ4を通じて上記気密空間S内に空気を圧送し上記第一検査工程を行ない、又上記空気圧送を停止して上記第二検査工程を行うこととなる。該第一・第二検査工程終了後は上記エアシリンダー14により上記シリンダーロッド15を昇動させて上記可動板16と共に各保持ロッド17で保持された検査ヘッド1を各ベントプラグVの頭部21から離間せしめ、検査を終了する。
次に、上記不良品回収部11について説明すると、不良品回収部11は、図12に示すように、ターンテーブル7の下部空間に各ベントプラグVの下端を持ち上げる4つの第一リフト18Aと、該各第一リフト18Aで持ち上げられたベントプラグVをエアブローにより吹き飛ばす第一ノズル19Aとを備える構成となっている。上記第一リフト18Aは上記判別装置20からの信号により上記検査部10での第一検査工程及び第二検査工程で弁体28の気密瑕疵を有すると判断されたベントプラグVのみを持ち上げ、図13に示すように、対応する上記第一ノズル19Aで吹き飛ばして、不良品として回収箱等に回収する。
最後に、上記良品回収部12について説明すると、良品回収部12は、図14に示すように、ターンテーブル7の下部空間に各ベントプラグVの下端を持ち上げる4つの第二リフト18Bと、該各第二リフト18Bで持ち上げられたベントプラグVをエアブローにより吹き飛ばす第二ノズル19Bとを備える構成となっている。上記第二リフト18Bは常に4つすべてが作動するが、弁体28の気密瑕疵を有する不良品のベントプラグVは既に上記不良品回収部11で回収され良品のベントプラグVのみが残存しているので、図13に示すように、残存している当該良品のベントプラグVを上記第二ノズル19Bで吹き飛ばして、良品として回収箱等に回収する。
以上の検査装置により複数のベントプラグVに対して自動で本発明に係る検査方法を実施することができる。
1 検査ヘッド
2 シール部材
3 コンプレッサー
4 エアチューブ
5 測定器
6 圧送孔
7 ターンテーブル
8 検査台
8a セット孔
9 セット部
10 検査部
11 不良品回収部
12 良品回収部
13 昇降装置
14 エアシリンダー
15 シリンダーロッド
16 可動板
17 保持ロッド
18A 第一リフト
18B 第二リフト
19A 第一ノズル
19B 第二ノズル
20 判別装置
21 頭部
21a 操作溝
22 軸部
23 排気孔
24 制御弁
25 通気孔
26 弁座
27 弁ケース
28 弁体
29 弾性体
30 押さえ板
30a 通気口
V ベントプラグ
S 気密空間
D 微細異物

Claims (1)

  1. 下記のA乃至の構成を備える車載バッテリー用ベントプラグの検査方法。
    A:頭部と該頭部から垂下する軸部とを有し、該頭部に車載バッテリー内部で発生したガスを外部に排気する排気孔を穿設し、該排気孔から続く軸部内部空間に車載内部で発生したガスを通気する通気孔と、該通気孔を形成する弁座の上記排気孔側表面に加圧密着して該通気孔を閉鎖する弁体とを備え、車載バッテリー内部のガス圧が高まると当該ガス圧により上記弁体が上記通気孔を開放し上記排気孔からのガス排気を許容する車載バッテリー用ベントプラグの検査方法において、
    B:検査対象のベントプラグをセットする複数のセット孔が穿設された検査台と、該検査台にセットされた各ベントプラグに対応する複数の検査ヘッドと、該複数の検査ヘッドを昇降動させる昇降装置とを備え、上記検査ヘッドは空気を圧送するエアチューブが接続されると共にベントプラグの頭部に加圧密着するシール部材を有し、上記昇降装置はエアシリンダーにより昇降動するシリンダーロッドと、該シリンダーロッドの下端に取り付けられる可動板と、該可動板に対して上下動可能に配設され上記各検査ヘッドを保持する保持ロッドと、該保持ロッドに設けられ検査ヘッドをベントプラグの頭部側に弾性付勢するスプリングとを有する検査装置を用意し、
    上記エアシリンダーにより上記シリンダーロッドを降動させて上記可動板と共に各保持ロッドで保持された検査ヘッドを降動させ、該検査ヘッドを上記検査台にセットされた各ベントプラグの頭部に上記シール部材を介して加圧密着して該ベントプラグの排気孔を覆う気密空間を画成し、該気密空間に上記エアチューブを通じて空気を圧送することにより上記ベントプラグの排気孔を圧送孔として使用して空気を圧送し、該圧送された空気が基準気圧に達するか否かを検出して弁体の気密瑕疵を判別する第一検査工程と、
    :上記排気孔を通じての空気圧送を停止し、該停止から一定時間経過後の気圧と上記基準気圧との差圧を検出して弁体の気密瑕疵を判別する第二検査工程とを具備する。
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